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从气动力学模拟中解析提取温度

高能天体物理现象 2025-11-14 v3 广义相对论与量子宇宙学

摘要

以理想、非退化物质压力和热辐射压力共存的气体进行的气动力学数值模拟平衡,涉及作为演化一部分寻找温度的过程。由于温度通常不是独立演化的变量,因此必须从演化变量(例如静质能密度和比内能)中提取温度。这种提取需要求解四次方程,在许多应用中通常采用迭代求根方法进行数值求解。本文表明该方程可以解析求解,并提供解析解的显式表达式。我们还推导了在极限情形下的 Taylor 展开式,并讨论了迭代方法与解析方法求解四次方程的各自优缺点。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.18695,
  title  = {Extracting the Temperature Analytically In Hydrodynamics Simulations with Gas and Radiation Pressure},
  author = {Thomas W. Baumgarte and Stuart L. Shapiro},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.18695},
  year   = {2025}
}

备注

5 pages, 1 figure; version accepted for publication in the Astrophysical Journal